Тема: «Определение КПД электрического чайника».
Цель работы: научиться определять КПД электрического чайника
Оборудование: электрический чайник, источник электрического тока (розетка квартирной электропроводки), водопроводная вода, термометр, часы с секундной стрелкой (секундомер), таблица (справочник по физике), калькулятор.
Порядок выполнения работы:
Электрический чайник отключен от электрической сети. Берем в руки пустой чайник, переворачиваем его, изучаем паспорт чайника, записываем значение мощности нагревательного элемента.
1. Открываем крышку чайника, наливаем в него воду из крана объемом 1 литр (1 килограмм).
2. Термометр помещаем в чайник с водой.
3. Измеряем температуру воды в чайнике
4. Вынимаем термометр из воды
5. Плотно закрываем крышку чайника.
6. Ставим чайник на платформу.
7. Включаем чайник и засекаем время по часам. Вода в чайнике нагревается. Следим за показаниями часов.
8. Отмечаем момент автоматического отключения чайника (момент закипания воды).
9. Вычисляем промежуток времени, в течение которого нагревалась вода от начальной температуры до кипения
10. Осторожно снимаем с платформы чайник с горячей водой. Выливаем воду из чайника в раковину.
11. Рассчитываем работу электрического тока по формуле
А = Р t,
где А – работа электрического тока;
Р – электрическая мощность нагревательного прибора;
t – промежуток времени, в течение которого нагревается вода.
12. Вычисляем количество теплоты по формуле
Q = cm (t2 - t1),
где с – удельная теплоѐмкость воды,
m – масса воды,
t2 = 100 °C – температура кипения воды,
t1 – начальная температура воды
13. Рассчитываем коэффициент полезного действия нагревательного элемента электрического чайника по формуле
ŋ = Q/A
14. Результаты опытов и вычислений записываем в таблицу.
15. Сделать вывод
Результаты измерений:
| Удельная теплоемкость воды с, Дж/кг·К | Мощность чайника P, Вт | Масса воды m, кг | Начальная температура воды t1, 0С | Конечная температура воды t2, 0С | Время нагревания воды t, с | Работа электрического тока А, Дж | Количество теплоты Q, Дж | КПД чайника ŋ, % |
Расчеты:
А = Р t
А =
Q = cm (t2 - t1)
Q =
ŋ = Q/A
ŋ =
Вывод:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Дополнительные задания
Вариант 1.
В паспорте электрического утюга написано: «220 В; 600 Вт». Какое количество теплоты выделится в утюге за 2 часа работы при напряжении 220 В?
Вариант 2.
Определить сопротивление электропаяльника мощностью 300 Вт, включенного в сеть напряжением 220 В.
Лабораторная работа №5
Тема: «Изучение законов колебания математического маятника»
Цель работы: вычислить ускорение свободного падения из формулы для периода колебаний математического маятника.
Оборудование: часы с секундной стрелкой, измерительная лента, шарик с отверстием, нить, штатив с муфтой и кольцом.
Теория:
Математическим маятником называется материальная точка, подвешенная на невесомой и нерастяжимой нити. Моделью такого маятника может служить шарик, подвешенный на длинной нити.
Период колебаний на зависит от массы маятника и амплитуды его колебаний, если угол размаха не превышает 60.
Период колебаний математического маятника прямо пропорционален корню квадратному из длины нити и обратно пропорционален корню квадратному из ускорения свободного падения
